[发明专利]气体净化方法、气体净化装置及气体净化催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及气体净化方法，尤其涉及净化排气中的氮氧化物、或一氧化碳的方法。此外，涉及该方法中采用的气体净化装置及气体净化催化剂。

背景技术

以改善环境为目的，一直在谋求降低内燃机的燃烧排气中的有害物质即CO(一氧化碳)、NOx(氮氧化物)、HC(碳化氢)。另一方面，为了防止地球温暖化一直在谋求削减温室气体即CO₂(二氧化碳)。为了使CO₂的削减和CO、NOx、HC的削减两立，一直在研究利用催化剂的除去方法。

作为削减汽车的燃烧排气中的NOx、CO及HC的方法，已知有三元催化剂法。可以说该三元催化剂在以燃料过剩状态运转时有效地作用，对于以燃料稀薄状态的运转不适合。因此以燃料稀薄状态运转内燃机和削减CO₂不能两立，还有待研究。

作为削减锅炉的燃烧排气中的NOx的方法，已知有氨脱硝催化法。由于氨脱硝催化法在燃料稀薄状态下也有效，因此能够一边除去NOx一边削减CO₂。可是，需要在排气中另外添加氨的装置和方法。

另外，作为削减燃烧排气中的NOx的方法，一直在研究非氨脱硝催化法(通过有选择地使其反应还原除去含在排气中的NOx和CO的NOx选择还原催化方法)。作为NOx选择还原催化剂，已知有采用金的催化剂。

在特公平6-29137号公报(专利文献1)中，公开了在氧化钛上担载金粒子的催化剂。此外，公开了通过将成为原料的氯化金溶液的pH调到pH5～9，使Au粒子微粒子化的Au催化剂的调制法。另外，如果超过pH9，催化性能显著下降。

在特表2001-508360号公报(专利文献2)中，公开了将在氧化铝、氧化锆、氧化铈、氧化钛、氧化硅及它们的混合物中配位有Au及过渡金属的催化剂，作为氮氧化物的还原催化剂。

在特开平6-219721号公报(专利文献3)中，公开了在选自CeO₂、ZrO₂、TiO₂及SnO₂的至少一种以上的氧化物中，至少含有一种以上选自Rh、Ru、Pd、Os、Ir、Au的元素的CO氧化催化剂。

但是，一直在谋求更加改善这些催化剂的净化性能。

专利文献1：特公平6-29137号公报

专利文献2：特表2001-508360号公报

专利文献3：特开平6-219721号公报

发明内容

本发明的目的在于，更加改善采用Au的气体净化催化剂的净化性能。此外，提供一种采用催化剂高效率地净化排气中的成分，尤其NOx及CO的排气净化装置。

解决上述问题的本发明的特征在于气体净化催化剂，其具有具备吸收和放出氧的功能的载体、和担载在所述载体上的金或金化合物。认为在具有吸收和放出氧的功能的载体上担载有Au的气体净化催化剂，易于向Au和载体的界面供给活性氧，可高效率地进行NO的氧化反应及NOx和CO的选择还原反应。作为所述载体，具体可列举含有铈和锆的复合氧化物。

本发明的另一特征在于排气净化催化剂，其具有包含氧化铈的多孔质载体、担载在所述载体上的锆或其化合物及金或其化合物。

通过采用这些净化催化剂，能以高效率净化气体中的NOx(氮氧化物)和CO(一氧化碳)。

此外，本发明的又一特征是排气净化装置，其使用上述净化催化剂，设置在锅炉或汽车的内燃机等的排气流路上。根据所述排气净化装置，能够提供环境性能高的锅炉、汽车等。尤其根据本催化剂，可促进排气中共存的NO和CO的选择还原反应，能够同时高效率地净化NO和CO，提高排气的净化性能。因此，作为净化来自燃料稀薄运转时的内燃机的排气的排气净化方法、净化装置是有效的。

通过采用本发明的排气净化催化剂，能够实现NOx、CO的高净化。

通过采用本发明的催化剂，能够高效率地净化内燃机排气中所含的NOx或CO的至少一种。

附图说明

图1是表示N₂转换率与Au担载率的依赖关系的图示。

图2是表示CO净化率与Au担载率的依赖关系的图示。

图3是表示N₂转换率与Ce/(Ce+Zr)摩尔比的依赖关系的图示。

图4是表示CO净化率与Ce/(Ce+Zr)摩尔比的依赖关系的图示。

图5是表示N₂转换率与CO/NO浓度的依赖关系的图示。